神光-Ⅲ原型装置用速度干涉仪的光学系统设计

基于激光多普勒频移效应研制了一套应用于惯性约束聚变(ICF)研究的任意反射表面干涉测速系统(VISAR)。采用532nm的照明激光设计了一套光谱带宽为0.2nm的光学系统,通过合理选材,保证了光学系统的防辐射性能;基于光学膜系设计,滤除了526nm的强干扰打靶激光以及其它波段的杂散光;采用模块化方法并设计光学铰链进行模块对接,简化了系统调试的复杂程度;利用激光对干涉仪粗调,再利用白光精调,实现了零程差调试。设计的系统光路总长为6.3m,物方视场范围为φ1.0mm,放大倍率为5×、10×;静态实验显示,干涉条纹平直、调制度达到0.67以上,物方分辨率达到5.3μm。目前,该系统已成功地在神光-Ⅲ原型装置上进行了动态实验。

后向及反射式后向接收激光多普勒测速仪光机系统研制

前向接收光机系统的使用有一定局限性。如固体表面速度的测量，窗口及场地等的限制。因而采用后向接收方式。在前向接收光机系统中再加有后向设施，因许多因素使之实际上不能使用，因此需研制以后向接收为主，又能前向接收的光机系统。

一种多路光纤接收漫反射信号的全光纤测速仪

在比较了各种光纤测速仪的特点之后,提出了一种基于激光束反射原理,一路发射多路接收的全光纤测速系统,并详细介绍了系统的原理和结构。由于采用多根光纤回路及准直透镜,本系统不仅可以获得良好的出射光束,还可以将漫反射信号通过透镜会聚到后焦面的多根接收光纤中,从而扩大了接收口径,增强了接收光强。实验与理论分析表明,该系统具有较大的测速范围,稳定性好,可以对远距离运动目标进行有效测速。

全光纤白光任意反射面速度干涉系统

对离散任意反射面速度干涉系统和全光纤白光任意反射面速度干涉系统 (FVISAR)作了较全面的分析 ,论证了全光纤任意反射面速度干涉系统的主要意义在于实现了理想的空间相干、等程干涉、以及方便灵活的延时设置和极低的系统损耗。给出了详细的设计要点 ,报道了所研制的低激光二极管功率实验系统。以该系统进行了霍布金森杆一维应力加载下的自由面速度测试。实验结果与阻抗匹配法计算结果吻合很好 。

用激光点光源调整光学系统

本文以应用激光点光源调节内调焦望远镜光学系统为例，说明这种简单，快速、精确的调整方法。用一低功率的氮氖激光器，通过调节，把从被调仪器物镜组表面反射回来的干涉环投影到光屏中心的小孔上，然后安装分划板，使分划板上的十字线中心处于物镜组的光轴上。该方法使用的仪器最少，直观、准确，还可用于其它聚焦或不聚焦光学系统的调整或检验其同轴情况，也可用于多棱镜光学系统的调整。

合成孔径雷达测量技术发展与应用

合成孔径雷达(SAR,Synthetic Aperture Radar)测量,通过搭载在卫星或飞机上的雷达系统发射微波信号并接收地面反射回来的信号,来获取地表的信息,可以在任何天气和光照条件下工作,具有全天时、全天候的特点,是一种主动微波遥感技术。SAR测量时,雷达系统沿直线轨迹运动,同时发射微波信号并接收地面反射回来的信号,生成高分辨率的二维图像,即SAR图像。SAR测量具有大范围覆盖、多极化和多角度观测、穿透力、高分辨率,可用于干涉测量的特征。SAR可以从卫星或飞机上对地表进行大范围的观测,在不同的极化和入射角度下获取数据,穿透云层、植被等遮挡物,获取地表以下的信息。同时,SAR凭借侧视成像的特点,可以被用来精确估计地球表面物体的标高,这使得未来SAR技术的使用领域进一步扩大。

爆轰实验中接触测量与非接触测量的应用对比

以爆轰实验中常用的电探针测试系统和激光干涉测速系统为例,研究接触测量与非接触测量对爆轰实验测试结果的影响。在平面爆轰波驱动金属飞片实验中,利用电探针测试飞片到达固定位置处的时刻,同时利用VISAR测试飞片飞行速度历史,对两者的测试数据进行对比分析,结果表明:光杆探针与卷筒探针的第一台阶测试结果一致,卷筒探针的第二台阶由于飞溅物等原因,比光杆探针提前导通约0.1μs;3个层面的光杆探针测试结果与任意反射表面的速度干涉仪(VISAR)测试结果一致。分析认为,在爆轰实验中,由于被测物体处于高温高压状态,且运动速度很快,接触测量产生的测力也将随之加大,在固定点位置,接触测量将对飞片上此点的后期运动产生明显影响;对于被测飞片的整体运动,由于电探针尺寸重量等远小于飞片,接触测量在固定点造成的影响对整个飞片来讲可以忽略不计,因此得到与非接触测量一致的测试结果。

基于神光Ⅲ装置的光学诊断系统介绍

光学诊断系统在惯性约束聚变(Inertial Confinement Fusion,ICF)研究中具有重要的作用,可以较为直观地诊断聚变过程中的一些关键物理量和参数.本文介绍了神光Ⅲ原型和主机装置上配备的比较典型的三种光学诊断系统,包括成像型任意反射面速度干涉仪(VISAR)、惯性约束聚变反应速率测量系统以及背向散射光测量系统.VISAR可用于测量自由面速度和透明介质中的冲击波速度,是冲击波调速、材料压缩特性以及辐射测温研究的重要诊断技术;惯性约束聚变反应速率测量系统用于测量聚变反应的时间演化过程,是研究内爆动力学、理解混合效应的关键诊断技术;背向散射测量系统用于测量激光等离子体相互作用引起的背向散射光份额,为惯性约束物理实验激光能量与靶耦合效率参数提供了重要的数据支撑.

ⅥSAR静态干涉条纹分析

VISAR需满足准零程差条件才可能测量任意反射面的速度。分析了入射角和发散角的大小对标准具准零程差位置的影响；就全场干涉问题进行了剖析；模拟了静态调试时各种干涉条纹形状。

反向碰撞法测量Sn的高压卸载声速

采用任意反射面速度干涉系统,通过对窗口碰撞面做特殊防护处理,发展了反向加载测量高压卸载声速的实验技术,解决了以往因使用缓冲层而不能得到样品材料体积声速的局限.利用该方法测量了Sn样品在37—80GPa压力范围内的高压卸载声速,得到了较高精度的声速测量结果(纵波声速测量误差约为2%,体积声速误差约为5%),且与热力学理论计算结果一致.

增透膜

又称减反射膜，可用来减少光能在光学元件表面的反射损失，增加透射光的光通量。当光线由空气入射到光学元件表面时会产生反射损失，这种反射光严重损害了光学系统的特性，不仅减少成像强度，而且会由此造成杂散光到达像平面使像的衬度降低，分辨率下降。所以，在光学零件表面上镀上减反膜，利用干涉原理，使通过膜层界面的反射光相互抵消以达到减少反射的目的。